GC的基本原理

GC的基本原理

基础知识
默认的虚拟机仍然是HotSpot。

（Garbage Collection，垃圾收集，垃圾回收）。

内存泄漏:用动态存储分配函数动态开辟的空间，在使用完毕后未释放，结果导致一直占据该内存单元。直到程序结束。（其实说白了就是该内存空间使用完毕之后未回收）即所谓内存泄漏。
由程序申请的一块内存，如果没有任何一个指针指向它，那么这块内存就泄漏了。


内存溢出：（out of memory）通俗理解就是内存不够。


正文：
Java的内存管理实际上就是对象的管理，其中包括对象的分配和释放。


对于程序员来说，分配对象使用new关键字；释放对象时，只要将对象所有引用赋值为null，让程序不能够再访问到这个对象，我们称该对象为\"不可达的\".GC将负责回收所有\"不可达\"对象的内存空间。


p = new Object();
p = null;


此时，p之前引用的对象就符合“不可达”。


详解finalize函数
finalize是位于Object类的一个方法，该方法的访问修饰符为protected，
由于所有类为Object的子类，因此用户类很容易访问到这个方法。
由于，finalize函数没有自动实现链式调用，我们必须手动的实现，
因此finalize函数的最后一个语句通常是super.finalize（）。
通过这种方式，我们可以实现从下到上实现finalize的调用，即先释放自己的资源，然后再释放父类的资源。


根据Java语言规范，JVM保证调用finalize函数之前，这个对象是不可达的，但是JVM不保证这个函数一定会被调用。
另外，规范还保证finalize函数最多运行一次。


很多Java初学者会认为这个方法类似与C++中的析构函数，将很多对象、资源的释放都放在这一函数里面。其实，这不是一种很好的方式。
原因有三，其一，GC为了能够支持finalize函数，要对覆盖这个函数的对象作很多附加的工作。其二，在finalize运行完成之后，该对象可能变成可达的，GC还要再检查一次该对象是否是可达的。因此，使用 finalize会降低GC的运行性能。其三，由于GC调用finalize的时间是不确定的，因此通过这种方式释放资源也是不确定的。
通常，finalize用于一些不容易控制、并且非常重要资源的释放，例如一些I/O的操作，数据的连接。


Java2增强了内存管理功能，增加了一个java.lang.ref包，其中定义了三种引用类。这三种引用类分别为SoftReference、WeakReference和 PhantomReference.


创建一个引用对象也非常容易，
例如如果你需要创建一个Soft Reference对象，那么首先创建一个对象，并采用普通引用方式（可达对象）；然后再创建一个SoftReference引用该对象；最后将普通引用设置为null.通过这种方式，这个对象就只有一个Soft Reference引用。同时，我们称这个对象为Soft Reference 对象。
//申请一个图像对象


Image image=new Image();//创建Image对象


…


//使用 image


…


//使用完了image，将它设置为soft 引用类型，并且释放强引用；


SoftReference sr=new SoftReference(image);


image=null;


…


//下次使用时


if (sr!=null) image=sr.get();


else{


//由于GC由于低内存，已释放image，因此需要重新装载；


image=new Image();


sr=new SoftReference(image);


}


Soft Reference的主要特点是据有较强的引用功能。只有当内存不够的时候，才进行回收这类内存，因此在内存足够的时候，它们通常不被回收。另外，这些引用对象还能保证在Java抛出OutOfMemory 异常之前，被设置为null.它可以用于实现一些常用图片的缓存，实现Cache的功能，保证最大限度的使用内存而不引起OutOfMemory.


Weak引用对象与Soft引用对象的最大不同就在于：GC在进行回收时，需要通过算法检查是否回收Soft引用对象，而对于Weak引用对象，GC总是进行回收。Weak引用对象更容易、更快被 GC回收。虽然，GC在运行时一定回收Weak对象，但是复杂关系的Weak对象群常常需要好几次GC的运行才能完成。
Weak引用对象常常用于Map结构中，引用数据量较大的对象，一旦该对象的强引用为null时，GC能够快速地回收该对象空间。


Phantom引用的用途较少，主要用于辅助 finalize函数的使用。Phantom对象指一些对象，它们执行完了finalize函数，并为不可达对象，但是它们还没有被GC回收。这种对象可以辅助finalize进行一些后期的回收工作，我们通过覆盖Reference的clear（）方法，增强资源回收机制的灵活性。


一些Java编码的建议
1.最基本的建议就是尽早释放无用对象的引用。如果程序允许，尽早将不用的引用对象赋为null.这样可以加速GC的工作。


2.尽量少用finalize函数。finalize函数是Java提供给程序员一个释放对象或资源的机会。但是，它会加大GC的工作量，因此尽量少采用finalize方式回收资源。


3.如果需要使用经常使用的图片，可以使用soft引用类型。它可以尽可能将图片保存在内存中，供程序调用，而不引起OutOfMemory.


4.注意集合数据类型，包括数组，树，图，链表等数据结构，这些数据结构对GC来说，回收更为复杂。另外，注意一些全局的变量，以及一些静态变量。这些变量往往容易引起悬挂对象（dangling reference），造成内存浪费。


5.当程序有一定的等待时间，程序员可以手动执行System.gc（），通知GC运行，但是Java语言规范并不保证GC一定会执行。使用增量式GC可以缩短Java程序的暂停时间。